Стекловата

Стекловата — волокнистый минеральный теплоизоляционный материал, разновидность минеральной ваты. Для получения стеклянного волокна используют то же сырьё, что и для производства обычного стекла или отходы стекольной промышленности.

image description
image description
  • image description
  • image description

Она представляет собой особую разновидность волокнистых минеральных утеплителей, с той разницей, что для производства этого строительного материала используются не природные минералы, а настоящее стекло, или отходы от производства на стекольной промышленности. Таким образом, основным компонентом, входящим в состав стекловаты, является стекловолокно. Этот материал в значительной степени отличается от листов стекла, применяющихся для остекления окон — он не бьется и обладает гибкими свойствами, позволяя производить на свет достаточно прочный теплоизоляционный материал — стеклоткань.

Несмотря на свою индустриальную сущность, стекловолокно достаточно часто встречается и в природе, в местах, где недавно происходили извержения вулканов. Вулканическое стекловолокно носит название «волосы Пеле» — в честь богини вулканов из гавайской мифологии. В промышленных масштабах на стоимость стекловаты влияет множество факторов: от способа ее получения и до толщины волокон. Существует несколько способов получения стекловолокна для дальнейшего производства стекловаты, но наиболее популярным является экструдирование из расплавов стекла со специальным химическим составом.

Стекловата, цена на которую зависит от способа получения стекловолокна, обладает высокой химической стойкостью, как и стекло, из которого она состоит. В рыхлом состоянии она обладает относительно небольшой плотностью, которая составляет 130 кг/м3. Основным сырьем для производства стекловолокна и последующей переработки его в стекловату используются такие материалы, как бура, песок, сода, известняк, а также доломит. В современном промышленном производстве стекловата в 80% случаев является продуктом переработки битых стекол, непригодных к дальнейшему использованию по назначению. Это не только делает производство экономически выгодным, но и является важной экологической составляющей современного производства стройматериалов.

Несмотря на то, что стекловата — утеплитель, пользующийся огромной популярностью, он обладает и некоторыми недостатками, главным из которых является повышенная ломкость волокон материала, осколки которого могут попадать на открытые участки тела человека, вызывая раздражение и зуд. Опасным считается попадание пыли стекловаты в глаза и легкие человека, откуда мелкие частицы острой пыли достаточно сложно выводятся. Но эти недостатки с лихвой компенсируются преимуществами стекловаты.

Технология изготовления

Исходное сырьё для производства стекловаты — песок, сода, доломит, известняк, бура (или этибор). Современные производства используют до 80% стеклобоя.

В бункер засыпаются основные компоненты. Дальше наступает этап плавления массы. Дозаторы загружают плавильную печь в строгом соответствии с рецептурой, чтобы при достижении температуры в 1400 °C, смесь имела заданные механические свойства для получения тончайших нитей. Нити получаются при помощи раздувания паром расплавленного стекла, вылетающего из центрифуги.

Процесс волокнообразования сопровождается обработкой полимерными аэрозолями. В качестве связующего применяются водные растворы фенол-альдегидного полимера, модифицированного мочевиной. Пропитанная аэрозолем нить попадает на валки. На конвейере она проходит несколько этапов выравнивания. Формируется однородный стеклополимерный «ковёр». Дальше наступает этап полимеризации при температуре 250 °C. Высокая температура — катализатор для образования полимерных связей. Попутно в температурной камере испаряется остаток влаги, полученной вместе с аэрозолем. После полимеризации ваты становятся твёрдыми и приобретают янтарно-жёлтый оттенок.

Следующий этап — охлаждение, где стекловата остужается до температуры окружающей среды, после чего поступает на раскрой. Продольные фрезы и поперечные пилы раскраивают бесконечную ленту на маты и рулоны.

Полученный утеплитель имеет большой объем, поскольку весь пронизан воздухом. Прессование готовой продукции позволяет значительно экономить пространство при транспортировке и хранении. По европейским нормам предусматривается шестикратное сжатие. Упругих свойств теплоизоляции достаточно для полного восстановления первоначальных размеров.

Сферы применения стекловаты

Стекловата успешно используется не только для тепло- и гидроизоляции труб. Также ее применяют в качестве изоляционного материала во многих других сферах: в авиации, кораблестроении и множестве других сфер, где требуется надежная и долговечная звукоизоляция. Кроме того, на рынке существует много разновидностей и самой стекловаты: здесь можно встретить и специализированные плиты с дополнительным покрытием из стекловойлока, позволяющие обеспечить дополнительную защиту от ветра. Строительные материалы, с которыми может использоваться стекловата, варьируются в зависимости от внутреннего строения и состава самой стекловаты, но, зачастую, этот материал может использоваться практически везде.

Особенности и преимущества

Стекловолоконная теплоизоляция или, другими словами, стекловата широко используется в качестве теплоизоляционного материала и имеет следующие особенности и преимущества:

  • высокая устойчивость к воздействию огня;
  • высокая устойчивость к микробиологическому воздействию;
  • хорошая устойчивость к большинству химикатов;
  • высокая термостойкость.

Стекловата доступна в виде различных форм и может встречаться, например, в виде плит, рулонов и в свободной форме для заполнения пустот.

Стекловата обладает хорошими свойствами по теплопроводности.

Теплопроводность и значений плотности при температуре 0 °С стекловолоконной изоляции.

Тип Плотность Теплопроводность
(kg/m3) (W m-1 °C-1) / (kcal h-1 m-1 °C-1)
Тип I 10-18 0.044/0.038
Тип II 19-30 0.037/0.032
Тип III 31-45 0.034/0.029
Тип IV 46-65 0.033/0.028
Тип V 66-90 0.033/0.028
Тип VI 91 0.036/0.031
Стекловолокно со смолой 64-144 0.036/0.031

Стекловолоконная изоляция поставляется в рулонах и плитках различной толщины, толщина и ширина которых непосредственно зависит от места их применения. В некоторых случаях одна сторона защищается фольгой для обеспечения дополнительных изоляционных свойств пароизоляции.

Однако, применение стекловаты в виде плит и стекловолоконных рулонов накладывает дополнительные ограничения, основными из которых являются:

  • плохая прочность структуры стекловолокна, что ведет к низким показателя сопротивления сжатию/растяжению;
  • тенденция к оседанию в течение короткого времени при неправильной установке;
  • высокая влагопроницаемость.

Сэндвич-панели могут быть заполнены сжатым стекловолокном. С учетом их толщины, эти легкие плиты имеют относительно высокие значения показателя теплоизоляции.